JP2011112046A - グロープラグの加熱方法及び制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】グロープラグがより効率的に制御される方法を示す。
【解決手段】本発明は、パルス幅変調を用いて発生され、グロープラグを加熱するために印加される実効電圧の時間的な推移を特定するグロープログラムを用いて、前記グロープラグを設定温度に加熱するための方法であって、前記グロープログラムが、制御装置内に格納され、前記グロープラグ、及び、パラメータが製造公差の範囲内にある、同じモデルシリーズの他のグロープラグに与えられる方法に関する。本発明によれば、前記グロープラグのパラメータの、前記モデルシリーズで典型的な公称値からの偏差が決定され、該偏差の関数として、前記グロープログラムが改変される。本発明は、更に、そのようなタイプの方法を行うためのグロープラグ制御装置に関する。
【選択図】なし

Description

本発明は、パルス幅変調を用いて発生され、グロープラグを加熱するために印加される実効電圧の時間的な推移を特定するグロープログラムを用いて、前記グロープラグを設定温度に加熱するための方法に関する。グロープログラムは通常、任意の所定時刻にグロープラグに印加される実効電圧の値、即ち、どれ位の電圧がどれ位の期間印加されるか、を特定する。

最近のグロープラグ制御装置は、グロープラグの特定のタイプ、即ち、特定のモデルシリーズに対してそれぞれ最適化された様々なグロープログラムのライブラリを備えている。この方法で、グロープラグ制御装置は、異なるモデルシリーズのグロープラグに有利に用いることができ、しかも、エンジンのグロー要求及び特定のグロープラグの容量に合わせて仕立てられたグロー動作を実現する。グロープラグを効率的な方法で制御することによって、エンジンの燃焼動作が最適化され、グロープラグの耐用年数も延長される。

本発明の課題は、グロープラグがより効率的に制御される方法を示すことにある。

この課題は、請求項１中に示された様相を有する方法、及び、請求項１０の様相を持つ装置によって解決される。本発明の有利な発展は、従属請求項の主題である。

本発明によれば、グロープラグがより効率的に制御される。

１つのモデルシリーズ内のグロープラグの特性は、製造公差の範囲内で互いにずれる。従って、従来の制御装置に格納されたグロープログラムは、公差上限と下限のグロープラグを考慮している。従来の制御の場合、製造公差範囲内のこの特性の変動は、グロープラグの動作を、エンジンの要求やグロープラグの容量に最適な方法で適合させるのを不可能にしている。本発明では、所定のグロープラグの製造に関連する公差範囲内の位置が決定され、制御で考慮されるので、グロープラグの加熱が最適化される。これは、特に、狭い製造公差内に維持するのが非常に困難なセラミックグロープラグの場合に適用される。本発明によれば、グロープラグのパラメータの値のモデルシリーズで典型的な公称値からの偏差が決定され、この偏差の関数としてグロープログラムが改変される。

従って、本発明による方法は、グロープラグを高精度で所望の目標温度に加熱するのを可能にするので有利である。従って、冷間抵抗の変動のような、プラグ温度の製造関連公差の影響を減少するのを可能にする。本発明による方法を用いることによって、グロープラグの動作をエンジンの要求によりよく適合させることが可能となる。これは、エンジンの冷間運転動作及び排気動作に有利な効果をもたらす。

モデルシリーズの典型的な公称値からの偏差が決定されるパラメータは、好ましくは電気的パラメータである。例えば、電気抵抗、容量、又はインダクタンスが好適なパラメータである。しかしながら、用いられるパラメータは、必ずしも電気的変数である必要はない。例えば、グローチップの熱容量も、パラメータとして用いることができる。

モデルシリーズで典型的な公称値からの偏差が決定される電気的パラメータは、例えば、特定基準温度におけるグロープラグの電気抵抗であることができる。グロープラグの加熱が開始される前、グロープラグの温度は、通常、冷却水の温度と同じであると仮定される。冷却水温度を測定するのに用いられる温度センサは、いずれにしても、通常、自動車において利用可能であり、従って、冷却水温度は、追加の努力を伴うことなく、グロープラグ制御装置に与えられる。従って、冷却水温度は、グロープラグが加熱される前の基準温度として有利に用いられ、冷間グロープラグの電気抵抗は、特定温度におけるこのモデルシリーズのグロープラグの電気抵抗の公称値と比較することができる。

グロープラグが加熱されるときに発生する抵抗の変化も、例えば、電気的パラメータとして用いることができ、モデルシリーズで典型的な公称値からのその偏差が決定される。特定継続時間の電流パルスの間に発生する抵抗の変化も、この目的で好ましく用いられる。例えば、抵抗の測定は、電流パルスの始め及び終わりに行うことができる。本発明による方法で、どの電気的パラメータが用いられても、その値の決定には、少なくともパルスの始めに測定を行うことが一般的に有利である。必要であれば、この測定は、パルスの終わりに行われる測定によって補われる。

電気的変数の値の公称値からの偏差は、絶対偏差又は相対偏差として、グロープログラムを改変するための基礎に用いることができる。好ましくは、公称値からのパラメータの偏差は、相対偏差として決定され、グロープログラムにおいて、この相対偏差に比例して実効電圧の特定の値が変化される。例えば、グロープラグの電気的な冷間抵抗が公称値より１％大きいと決定されると、グロープログラム中で実効電圧の値が１％増やされる。グロープラグの加熱で決定的な出力は、電圧の平方に依存するが、相対偏差は比較的小さいので、実効電圧を相対偏差に比例させて変えれば通常は十分である。

グロープラグの電気的パラメータの値は、製造者によって測定され、該グロープラグと共に与えられるデータ記憶装置内に格納される。例えば、電気的パラメータの値は、グロープラグ上のラベル中や商品パッケージの添付文書中に与えられ、グロープラグが取付けられたときにグロープラグ制御装置中に手作業で入力される。電気的パラメータをグロープラグに添付されるメモリ装置内に格納して、グロープラグ制御装置で読み出すことも可能である。

前記電気的パラメータが、グロープラグ制御装置により測定を行うことによって決定されるか、又は、製造者によって与えられるかに関わらず、該電気的パラメータを前記グロープラグ制御装置中に格納して、複数の加熱手順で用いることが好ましい。これが好ましいのは、前記パラメータが各加熱手順毎に新たに測定されると、例えばエンジンが少し前に運転されていた場合のような、車両の通常でない運転状態によって、前記電気的パラメータの誤った値が決定されるかも知れないからである。複数の測定が同じ結果を相次いで伝えるときのみ、前記グロープログラム制御装置のメモリ中の電気的パラメータが変更されると、前記グロープログラムを誤って改変するリスクを減らせる。

本発明による方法を行うためのグロープラグ制御装置は、車両電源電圧のパルス幅変調を介して、グロープラグに印加される実効電圧を発生するためのスイッチと、グロープラグの異なるモデルシリーズのための複数のグロープログラムが格納されたメモリと、該格納されたグロープログラムの一つに従って、動作の間、前記スイッチを動作させる制御ユニットと、グロープラグのパラメータを測定するためのセンサとを備えている。

典型的には、少なくとも１つのスイッチ、例えばパワー半導体が、制御されるべきグロープラグ毎に与えられる。そのハードウェア部品に関して、前記グロープラグ制御装置は、市販のグロープラグ制御装置と実質的に対応しているので、その説明は省略する。前記グロープラグ制御装置は、動作中に、前記グロープラグのパラメータの値の、前記モデルシリーズで典型的な公称値からの製造に関連する偏差を決定し、該偏差の関数として、そのモデルシリーズ中のグロープラグに与えられる前記グロープログラムを改変させるように設計されている。

Claims (10)

1. パルス幅変調を用いて発生され、グロープラグを加熱するために印加される実効電圧の時間的な推移を特定するグロープログラムを用いて、前記グロープラグを設定温度に加熱するための方法であって、
   前記グロープログラムが、制御装置内に格納され、前記グロープラグ、及び、パラメータが製造公差の範囲内にある、同じモデルシリーズの他のグロープラグに与えられる方法において、
   前記グロープラグのパラメータの値の、前記モデルシリーズで典型的な公称値からの偏差が決定され、
   該偏差の関数として、前記グロープログラムが改変されることを特徴とするグロープラグの加熱方法。
2. 請求項１に記載の方法において、前記パラメータが電気的パラメータであることを特徴とするグロープラグの加熱方法。
3. 請求項２に記載の方法において、前記電気的パラメータが、特定基準温度における前記グロープラグの電気抵抗であることを特徴とするグロープラグの加熱方法。
4. 請求項２又は３に記載の方法において、前記電気的パラメータが、前記グロープラグが加熱されるときに発生する抵抗の変化であることを特徴とするグロープラグの加熱方法。
5. 請求項４に記載の方法において、前記電気的パラメータが、特定継続時間を持つ電流パルスの間の抵抗の変化であることを特徴とするグロープラグの加熱方法。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載の方法において、相対偏差に比例させて前記実効電圧の値を変化させることにより、前記偏差の関数として前記グロープログラムが改変されることを特徴とするグロープラグの加熱方法。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載の方法において、前記グロープラグのパラメータの値が、製造者によって測定され、データ記憶装置内に格納されることを特徴とするグロープラグの加熱方法。
8. 請求項１乃至７のいずれかに記載の方法において、前記グロープラグのパラメータの値が、加熱工程の最初の一以上の電流パルスを用いて決定されることを特徴とするグロープラグの加熱方法。
9. 請求項１乃至８のいずれかに記載の方法において、前記パラメータの値を決定するために、パルスの始めに測定が行われることを特徴とするグロープラグの加熱方法。
10. 請求項１乃至９のいずれかに記載の方法を行うためのグロープラグの制御装置であって、
    車両電源電圧のパルス幅変調を介して、グロープラグに印加される実効電圧を発生するためのスイッチと、
    グロープラグの異なるモデルシリーズのための複数のグロープログラムが格納されたメモリと、
    該格納されたグロープログラムの一つに従って、動作の間、前記スイッチを動作させる制御ユニットと、
    グロープラグのパラメータを測定するためのセンサとを備え、
    該グロープラグの制御装置が、動作中に、前記グロープラグのパラメータの値の、前記モデルシリーズで典型的な公称値からの製造に関連する偏差を決定し、該偏差の関数として、そのモデルシリーズ中のグロープラグに与えられる前記グロープログラムを改変させるように設計されているグロープラグの制御装置。